年产1788.44万毫米4寸蓝宝石晶棒及1100万片蓝宝石4寸图案化晶片项目 可行性研究报告
安庆蓝宝石长晶与加工项目可行性研究报告
XXXXX有限公司
年产1788.44万毫米4寸蓝宝石晶棒及1100万片蓝宝石4寸图案化晶片项目
可行性研究报告
高级工程师：高建
安庆蓝宝石长晶与加工项目可行性研究报告
目录
第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目负责人 (1)
1.1.6项目投资规模 (1)
1.1.7项目建设规模 (2)
1.1.8项目资金来源 (2)
1.1.9项目建设期限 (3)
1.1.10项目目前进展情况 (3)
1.2项目承建单位介绍 (3)
1.3编制依据 (3)
1.4编制原则 (4)
1.5研究范围 (5)
1.6主要经济技术指标 (5)
1.7综合评价 (6)
第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)
2.1项目提出背景 (7)
2.2本次项目的提出 (7)
2.3项目建设必要性分析 (8)
2.3.1顺应我国“十二五”战略性产业快速发展的需要 (8)
2.3.2发展大公斤数蓝宝石晶体意义重大 (9)
2.3.3满足当前蓝宝石衬底市场发展的需要 (9)
2.3.4顺应我国高新技术产业发展规划的需要 (11)
2.3.5促进我国节能环保产业发展的需要 (11)
2.3.6有助于企业长远战略发展的需要 (12)
2.3.7增加就业带动相关产业链发展的需要 (12)
2.3.8促进项目建设地经济发展进程的的需要 (12)
2.4项目建设可行性分析 (13)
2.4.1政策可行性 (13)
2.4.2技术可行性 (16)
2.4.3管理可行性 (16)
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2.4.4财务可行性 (17)
2.5可行性分析结论 (17)
第三章行业市场分析 (18)
3.1产业概况及产品发展趋势分析 (18)
3.2LED蓝宝石衬底材料发展优势分析 (26)
3.3LED蓝宝石衬底材料发展状况分析 (27)
3.4国内蓝宝石衬底市场需求分析 (28)
3.5蓝宝石晶体主要市场应用领域分析 (29)
3.6项目建设效益及社会意义分析 (30)
3.7市场小结 (30)
第四章项目建设条件 (32)
4.1地理位置选择 (32)
4.2区域投资环境 (32)
4.2.1区域地理位置 (32)
4.2.2区域地形地貌条件 (33)
4.2.3区域气候条件 (33)
4.2.4区域自然资源条件 (34)
4.2.5区域交通运输条件 (35)
4.2.6区域经济发展条件 (35)
第五章总体建设方案 (37)
5.1总图布置原则 (37)
5.2土建方案 (37)
5.2.1总体规划方案 (37)
5.2.2土建工程方案 (38)
5.3主要建设内容 (39)
5.4 建筑设计主要规范及标准 (40)
5.5工程管线布置方案 (40)
5.5.1给排水 (40)
5.5.2供电 (42)
5.6道路设计 (45)
5.7总图运输方案 (45)
5.8土地利用情况 (45)
5.8.1项目用地规划选址 (45)
5.8.2用地规模及用地类型 (45)
第六章产品方案 (47)
6.1主要产品及生产规模 (47)
6.2产品质量标准 (47)
6.3产品价格制定原则 (47)
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6.4产品生产规模确定 (47)
6.5产品优势 (48)
6.6项目产品生产工艺 (48)
6.6.1工艺设计指导思想 (48)
6.6.2工艺设计原则 (48)
6.6.3产品工艺流程 (49)
第七章原料供应及设备选型 (50)
7.1主要原材料供应 (50)
7.2主要设备选型 (50)
第八章节约能源方案 (51)
8.1用能标准及节能设计规范 (51)
8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (51)
8.2.1能源消耗种类 (51)
8.2.2能源消耗数量分析 (51)
8.3项目所在地能源供应状况分析 (52)
8.4主要能耗指标及分析 (52)
8.4.1项目能耗分析 (52)
8.4.2国家能耗指标 (53)
8.5节能措施和节能效果分析 (53)
8.5.1工业节能 (53)
8.5.2节水措施 (54)
8.5.3建筑节能 (55)
8.5.4企业节能管理 (55)
8.6结论 (56)
第九章环境保护与消防措施 (57)
9.1设计依据及原则 (57)
9.1.1环境保护设计依据 (57)
9.1.2设计原则 (57)
9.2建设地环境条件 (58)
9.3 项目生产对环境的影响 (58)
9.4 环境保护措施方案 (58)
9.5环境管理与监测机构 (61)
9.6绿化方案 (61)
9.7消防措施 (61)
9.7.1设计依据 (61)
9.7.2防范措施 (61)
9.7.3消防管理 (63)
9.7.4消防措施的预期效果 (63)
第十章劳动安全卫生 (64)
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10.1编制依据 (64)
10.2概况 (64)
10.3 劳动安全 (65)
10.3.1工程消防 (65)
10.3.2车间防火防爆 (65)
10.3.3电力 (66)
10.3.4防静电防雷措施 (67)
10.3.5抗震设防措施 (67)
10.4劳动卫生 (67)
10.4.1工业卫生设施 (67)
10.4.2防暑降温 (68)
10.4.3个人卫生 (68)
10.4.4照明 (68)
10.4.5安全教育 (68)
10.4.6个人防护 (69)
第十一章企业组织机构与劳动定员 (70)
11.1组织机构 (70)
11.2劳动定员 (70)
11.3员工培训 (71)
11.4福利待遇 (71)
第十二章项目实施规划 (72)
12.1建设工期的规划 (72)
12.2 建设工期 (72)
12.3实施进度安排 (72)
第十三章投资估算与资金筹措 (73)
13.1投资估算依据 (73)
13.2建设投资估算 (73)
13.3流动资金估算 (74)
13.4资金筹措 (74)
13.5项目投资总额 (74)
13.6资金使用和管理 (77)
第十四章财务及经济评价 (78)
14.1总成本费用估算 (78)
14.1.1基本数据的确立 (78)
14.1.2产品成本 (79)
14.1.3平均产品利润与销售税金 (80)
14.2财务评价 (80)
14.2.1项目投资回收期 (80)
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14.2.2项目投资利润率 (81)
14.2.3不确定性分析 (81)
14.3综合效益评价结论 (84)
第十五章风险分析及规避 (86)
15.1项目风险因素 (86)
15.1.1不可抗力因素风险 (86)
15.1.2技术风险 (86)
15.1.3市场风险 (86)
15.1.4资金管理风险 (87)
15.2风险规避对策 (87)
15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (87)
15.2.2技术风险规避对策 (87)
15.2.3市场风险规避对策 (87)
15.2.4资金管理风险规避对策 (88)
第十六章招标方案 (89)
16.1招标管理 (89)
16.2招标依据 (89)
16.3招标范围 (89)
16.4招标方式 (90)
16.5招标程序 (90)
16.6评标程序 (91)
16.7发放中标通知书 (91)
16.8招投标书面情况报告备案 (91)
16.9合同备案 (91)
第十七章结论与建议 (92)
17.1结论 (92)
17.2建议 (92)
附表 (93)
附件1产品销售收入预测表 (93)
附件2 总成本费用估算表 (95)
附件3 外购原材料表 (96)
附件4外购燃料及动力费表 (97)
附件5 工资及福利表 (98)
附件6 利润和利润分配表 (99)
附件7 固定资产折旧费计算表 (100)
附件8 无形资产及递延资产摊销表 (101)
附件9 流动资金估算表 (102)
附件10 项目投资现金流量表 (103)
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附件11 资产负债表 (105)
附件12 财务计划现金流量表 (106)
附件13 项目资本金现金流量表 (108)
附件14 借款偿还计划表 (109)
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第一章总论
1.1项目概要
1.1.1项目名称
安庆蓝宝石长晶与加工项目
1.1.2项目建设单位
XXXXX有限公司
1.1.3项目建设性质
新建项目
1.1.4项目建设地点
本项目建设地
1.1.5项目负责人
1.1.6项目投资规模
项目的总投资为807700.00万元，其中，建设投资为725086.08万元（土建工程为47763.07万元，设备及安装投资654050.00万元，土地费用为4500.00万元，其他费用为591.51万元，预备费18181.50万元），建设期利息为47613.92万元，铺底流动资金为35000.00万元。
安庆蓝宝石长晶与加工项目可行性研究报告项目建成后，达产年可实现年产值762495.52万元，年均销售收入为582269.31万元，年均利润总额181830.21万元，年均净利润136372.66万元，年均税金及附加费为7515.63万元，年增值税为68323.92万元；投资利润率为22.51%，投资利税率31.90%，税后财务内部收益率22.00%，税后投资回收期(含建设期)为6.92年。
1.1.7项目建设规模
项目达产年设计生产能力为：年产量约当1788.44万毫米4寸蓝宝石晶棒及蓝宝石4寸图案化晶片产品1100万片。
本建设项目占地面积300亩，总建筑面积159900.00 平方米，项目主要建设内容及规模如下：
主要建筑物、构筑物一览表
工程类别工段名称层数占地面积
（m2）
建筑面积
（m2）
建筑结构
主要生产工程生产厂房 1 80000.00 80000.00 钢构仓储库房 1 50000.00 50000.00 钢构辅助车间 1 4000.00 4000.00 钢构
配套建筑工程
办公综合楼 5 1600.00 8000.00 砖混技术研发楼 5 1000.00 5000.00 砖混职工宿舍、食堂 6 2000.00 12000.00 砖混门卫室及配电室 1 300.00 300.00 砖混其他辅助设施 1 600.00 600.00 砖混合计139500.00 159900.00
行政办公及生活设施占地面积2600.00
公共设施道路硬化及停车场 1 30501.00 30501.00 绿化 1 30000.00 30000.00
1.1.8项目资金来源
本项目总投资资金为807700.00万元人民币，其中项目企业股东自筹
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资金323080.00万元，申请银行贷款为484620.00万元。
1.1.9项目建设期限
本项目建设工期，建设工期共计24个月。
1.1.10项目目前进展情况
截止到目前，项目进展情况如下：
1、项目审批完成。
2、目前先租用皖江高科一期厂房；预计先投入100台长晶炉（2015年5月底前完成）。
1.2项目承建单位介绍
1.3编制依据
1.《中华人民共和国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；
2.《“十二五”科学和技术发展规划》；
3.《新材料产业“十二五”发展规划》；
4.《半导体照明节能产业发展意见》；
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5.《安徽省国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；
6.《国家产业结构调整指导目录（2011年本）》；
7.《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；
8.《工业可行性研究编制手册》；
9.《现代财务会计》；
10.《工业投资项目评价与决策》；
11.项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；
12.国家公布的相关设备及施工标准。
1.4编制原则
1、充分利用企业所在地资源、能源及劳动力优势，充分考虑设计方案的前置条件，合理利用资源，整合资源，精深加工，延伸产业链，实现资源最大利用和效益最大化。
2、坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用世界最先进的产品生产技术，设备选用国外最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。
3、认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。
4、设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高能源的重复利用率。
5、注重环境保护，在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。
6、注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。
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1.5研究范围
本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对产品的市场需求情况进行了重点分析和预测，确定了本项目的产品生产纲领；对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、意见和建议；对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价；对项目建设及运营中出现风险因素作出分析，重点阐述规避对策。
1.6主要经济技术指标
项目主要经济技术指标表
序号项目名称单位数据和指标
一主要指标
1 总占地面积亩300.00
2 总建筑面积㎡159900.00
3 道路㎡30501.00
4 绿化面积㎡30000.00
5 总投资资金，其中：万元807700.00
建筑工程万元47763.07
设备及安装费用万元654050.00
土地费用万元4500.00
二主要数据
1 达产年年产值万元762495.52
2 年均销售收入万元582269.31
3 年平均利润总额万元181830.21
4 年均净利润万元136372.66
5 年均增值税万元68323.92
6 年教育税金及附加万元7515.63
7 年均所得税万元45457.55
8 项目定员人1503
9 建设期月24
三主要评价指标
1 项目投资利润率% 22.51%
2 项目投资利税率% 31.90%
(项目管理)项目成果
中科院在LED领域的部分成果 一、衬底 1、第三代宽禁带半导体材料—氮化镓衬底晶片及相关产品 (3) 2、LED图形化衬底刻蚀系统 (6) 二、外延 3、新型LED光源-量子点的制备及量产放大技术 (8) 4、半导体深紫外LE D光源 (9) 5、大功率白光LED器件 (11) 三、芯片 6、基于同质外延技术的超大功率单芯片LED产业化 (12) 7、高效率高光通量LED关键技术及3W级LED芯片开发 (13) 8、制造LED芯片专用光刻机 (14) 四、封装 9、L E D高效封装光学设计 (16) 10、大功率白光LED专用环氧树脂 (17) 11、LED封装用高性能有机硅材料 (18) 12、高温固相法制备YAG：Ce荧光粉 (20) 13、新型LED用红色荧光粉的制备 (21) 14、白光LED光固化封装树脂 (22) 15、燃烧合成氮化物陶瓷荧光粉 (23) 16、非晶晶化法制备YAG:Ce3+微球荧光粉 (24) 17、交流驱动LED照明光源 (25) 五、应用 18、异型微热管散热技术 (26) 19、大功率LED液态金属散热技术 (27)
20、大功率LED灯具体式热管散热技术 (28) 21、蒸发冷却散热技术 (29) 22、大功率LED驱动技术 (31) 23、高亮度、低功耗LED平板灯技术 (33) 24、LED照明产品的设计技术集成 (34) 25、高热导氮化铝陶瓷散热基板 (35) 26、高热导LTCC复合陶瓷基板 (36) 27、LE D陶瓷散热技术 (37) 28、LED灯具结温测试及寿命评估技术 (39) 29、大功率L E D路灯 (40) 30、LED器件质量等级筛选技术 (41) 31、L E D植物照明灯 (42) 32、平板显示关键技术及产业化开发 (44) 33、OLED有机太阳能电池产业的关键材料 (46) 34、非中科院LED项目成果共26项 (47)
蓝宝石分子晶向解析
1.晶向的本质是蓝宝石分子结构的问题： 上图为分子结构图，主要写了蓝宝石单晶六方晶系。 2. 蓝宝石晶向成像原理。 蓝宝石在这种分子结构的情况下，会有不同方向的分子层面，对X射线会有反射作用，从而产生晶向。 详细见下图：
分子层形成 了C面 分子层形成 了M面 分子层形成 了A面
分子层形成 了R面 分子层形成 了N面 3.晶向值形成的原因： X射线在经过分子层后，会产生折射和反射。在特定的某个角度入射会让反射的X光呈现平行状态（如下图），接收器接受的X射线强度比较大，该角度称为晶向值。但由于各个面的分子层间隙不同，所以产生的晶向值也不同。 标准晶向值如下： C面：20°50′ A面：18°55′ M面：34°06′ R面：26°16′ N面：21°43′
入射角，也叫做 晶向值。 分子层间隙，各 晶向分子层间 隙不同，晶向值 也不同。 4.分子晶向图 在下图中可以直观的看出蓝宝石分子晶向。 5.蓝宝石分子结构，对其物理性能的影响。 a.光学性能：C轴均有晶光性，其他轴具有负光性。（所以一般衬底行业都用C向晶片。） b.硬度：A向硬度明显高于C向，具体表现在耐磨，耐刮，硬度高。（我们磨A向砂轮需要特制的，或者明显降低研磨效率。A向晶片大多用于作为窗口材料，如手表镜片） c.切割时M面易开裂：C面为平面，最好切。A面为Z型锯齿状面，比较好切。M面为阶梯锯齿状，不好切，容易切裂。切割示意图如下：
C向切割，平面，比较好切，不容易切裂 A向切割，锯齿面，比较好切，不容易切裂
6.晶向对其其他性能的影响。 未知，有其他的客户反馈，以OF面为底面2寸晶棒在R9点钟方向的晶棒不容易裂片，也有其他客户反馈，以OF面为底面4寸晶棒在R3点钟方向的晶棒不容易裂片。 个人觉得，因为蓝宝石的结构的对称性，R3和R9并没有太大的区别，只是分子有些不同，具体应该考虑使用的方面，通过实验确定。 M向切割，阶梯状锯齿面，不好切，很容易切裂
图案化蓝宝石衬底的制备方法及关键技术分析
Material Sciences 材料科学, 2020, 10(1), 63-74 Published Online January 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c4185045.html,/journal/ms https://https://www.360docs.net/doc/c4185045.html,/10.12677/ms.2020.101009 Study of the Preparation Methods and Key Techniques of Patterned Sapphire Substrate Zhiyuan Lai1, Kaihong Qiu2, Xiang Hou2, Jiangtao Zhang1, Zhongwei Hu1* 1Institute of Manufacturing Engineering, Huaqiao University, Xiamen Fujian 2Fujian Zoomking Technology Co., Ltd., Longyan Fujian Received: Dec. 31st, 2019; accepted: Jan. 13th, 2020; published: Jan. 20th, 2020 Abstract The patterned sapphire substrate (PSS) is a new technology developed in recent years to improve the luminous rate of LED. This paper mainly introduces the principle of patterned sapphire sub-strate to improve the light-emitting rate of GaN-based LED, the effect of surface microstructure (geometry and size) on the luminous efficiency of LED, and focuses on the key technologies in the preparation of patterned sapphire substrates, including the preparation of mask and graphic transfer technology, as well as two main methods of substrate preparation are: dry etching and wet corrosion, and the advantages and disadvantages of the two preparation methods are com-pared. Finally, it is pointed out that the nano-patterned sapphire substrate is the key development direction of the future. Keywords Patterned Sapphire Substrate, Gallium Nitride (GaN), Mask, Etching 图案化蓝宝石衬底的制备方法及关键技术 分析 赖志远1，仇凯弘2，侯想2，张江涛1，胡中伟1 * 1华侨大学制造工程研究院，福建厦门 2福建中晶科技有限公司，福建龙岩 收稿日期：2019年12月31日；录用日期：2020年1月13日；发布日期：2020年1月20日 *通讯作者。
晶体解析方法
晶体结构解析 1、挑选直径大约为0.1–1.0mm的单晶。 CCD的准直管直径有0.3mm，0.5mm，0.8mm；分别对应得晶体大小是0-0.3mm, 0.3-0.5mm, 0.5-0.8mm. 2、选择用铜靶还是钼靶？ 铜靶要求θmax〉=66度，最大分辨率是0.77埃 钼靶要求θmax〉=25度，最大分辨率是0.36埃 3、用smart程序收集衍射数据：得到大约一千张倒易空间的衍射图像，300M大小。其中matrix图像45张，分成三组，每组15张，用以判定晶体能否解析。 4、用saint程序还原衍射数据：得到很多文件，但是只有三个文件是我们需要的：-ls，p4p，raw。 -ls文件中包含有最大的和最小的θ角，有效地精修衍射点数目。好像不同的机器或者还原程序得到的文件不同，有的是hkl，abs。 5、用shelxtl程序处理上述数据，并画出需要的图形。 5.1 装好shelxtl程序，新建一个project，输入要建立工程的名字，然后打开要解析的p4p或者raw文件。 5.2 用xprep程序确立空间群，建立指令文件 这个过程基本上是一直按回车键的过程（除了在要输入化学成分的时候改动一下和在是否建立指令文件的时候输入Y即可），一般不会出错。如果出错，那就要重新对空间群进行指认（出错可能是出现在下面的精修过程中）。 一般Mean（I/sigma）〉2才可以，越大越好。得到ins，hkl，pcf三个重要数据文件。 其中ins文件：包含分子式，空间群 等信息； hkl文件：包含的是衍射点的强度 数据； pcf文件：记录了晶体物理特征， 分子式，空间群，衍射数据收集的条 件以及使用的相关软件等信息。 5.3 选择要解析的方法：直接法 （TREF）还是帕特深法（PATT）？ 如果晶体中含有重原子如金属原 子，那就要用PATT法；如果晶体中 没有原子量差异特别大的原子，就用 TREF法。默认的方法是直接法。 5.4 用xs程序解析粗结构 得到res文件：包含了ins文件的内 容和所有的Q峰信息。 5.5 用xp程序与xl程序完成原子的 指认，付利叶加氢或理论加氢，画图 等。 达到比较好的结果标准： A 化学上合理（键长、键角、价态） B R1 <0.08（0.06），wR2 <0.18（0.16）， goof=S=1+-0.2(1.00) C R(int)<0.1,R(singma)<0.1 D Maximum=0.000 5.5.1 原子的指认 打开xp 输入fmol 出现一系列的Q峰信息。每次打开 xp后都要先输入此命令。 输入pick 进入Q峰之间连接的结构体系中。 根据化学经验（键长，键角以及连接 方式）和自己晶体的预测的结构，对 Q 峰进行取舍。 取舍完毕后，进行原子的命名。当闪 点在某个原子上时，从键盘上输入要 命名的原子的符号，然后回车；闪点 就会跳到下一个要命名的Q峰上。当 闪点在某个Q峰上时，如果直接回 车，会删掉此原子，用backspace可 以复原；如果直接敲空格键，闪点会 跳到下一个Q峰上。 敲“/”键，保存命名结果，退出；敲 “esc”键，不保存结果，退出。 输入pers 可以看棍球图，如果有错误的原子命 名，可以继续用pick命令进行修改。 输入proj 可以看到结构图，并可以旋转观看 输入grow 可以长出对称的单元。如果没有对称 的单元，则此命令无效。 输入fuse 删除grow出来的原子和其他操作长 出的原子，这些原子不能带入精修的 过程中。 输入sort /n 对原子进行排序，按照原子名称的 序号；如果输入sort $C $N则按照原 子种类进行排序。 输入file name.ins 保存所作的命名信息。会有提示询 问是否从name.res中拷贝信息，直接 回车。 注意：name指用xs解析时命名的作 业名，不能更改。 输入quit 退出程序，敲esc退出程序 5.5.2 用xl进行精修 点击xl 出现精修过程，看是否符合5.5中 的标准（可以关闭xl后，通过增加 ins中的ls的次数或者copy name.res to name.ins 命令进行反复精修，切记 每次xl精修后生成的是res文件，因 此要将res拷贝成ins再次进行精修 才有效）。 如果其他的条件不符合，则要修改 ins文件：加入 anis（对所有指令后的非氢原子进 行各向异性精修，anis n对指令后的 前n个原子进行各向异性精修，anis C对指令后的指定原子进行各向异 性精修） omit（忽略指定的衍射点，一般都 要用到omit 0 52）
在图形化蓝宝石衬底上生长氮化镓薄膜的方法
说明书 在图形化蓝宝石衬底上生长氮化镓薄膜的方法 技术领域 本发明涉及氮化镓（GaN）基Ⅲ族氮化物的异质外延生长方法，特别涉及一种在图形化蓝宝石衬底（PSS，Patterned Sapphire Substrate）上生长高质量GaN薄膜的方法。 背景技术 GaN基Ⅲ族氮化物是宽禁带直接带隙半导体材料，因其优异的电学性能和物理、化学稳定性，是制造发光二极管（LED，Light Emitting Diode）、短波长激光器、高功率晶体管、紫外光探测器等的理想材料。尽管GaN基LED早已实现产业化，但目前LED器件的发光效率仍然较低，有待进一步提高。 蓝宝石（Al2O3）是异质外延GaN薄膜最为通用的一种衬底材料，但由于蓝宝石与GaN外延层的晶格常数和热膨胀系数的失配，会引发界面处大量位错和缺陷的产生，缺陷密度高达108—1010/cm3，造成载流子泄露和非辐射复合中心增加，从而降低器件的内量子效率；另一方面由于GaN材料（折射率为2.5）和空气（折射率为1）的折射率差异较大，有源区产生的光子有70%在GaN层上下两个界面处发生多次全反射，降低了器件的光提取效率。图形化衬底技术通过在衬底表面制作细微结构图形，图形的存在有利于GaN外延层中的应力弛豫，且能抑制外延材料生长过程中向上延升的位错，从而提高器件的内量子效率；而且图形化衬底能使原本在临界角范围外的光线通过图形的反射重新进入到临界角内出射，因此提高了光提取效率。 对本领域技术人员而言，基于蓝宝石衬底的低温生长缓冲层和高温生长GaN外延层的“两步法”工艺是一项成熟技术。但是与非图形衬底相比，图形化衬底表面均匀分布的图形将使GaN初期的生长模式发生较大变化，如直接采用普通蓝宝石衬底上的GaN生长工艺，可能会导致GaN薄膜出现表面粗糙、晶体质量差的现象，所以基于图形化衬底的GaN生长工艺参数也需要作相应的改变。其工艺应保证如下要求：a、表面平整；b、晶体质量良好。 发明内容 本发明的目的在于提供一种在图形化蓝宝石衬底上生长高质量GaN薄膜的方法，该方法通过在生长初期采用低Ⅴ/Ⅲ比（氨气与镓源摩尔流量比）生长来改变生长模式，以获得表面平整及晶体质量良好的GaN薄膜。 本发明采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD，Metalorganic Chemical Vapor Deposition）技术。在MOCVD外延生长GaN材料过程中，在位监控是
LED半导体照明衬底类型及其测量技术
LED半导体照明衬底类型及其测量技术 自上世纪90年代初中村修二发明高亮度蓝光LED以来，基于GaN基蓝光LED和黄色荧光粉组合发出白光方式的半导体照明技术在世界范围内得到了广泛关注和快速发展。迄今为止，商品化白光LED的光效已经超过150 lm/W，而实验室水平已经超过了200 lm/W，远远高于传统白炽灯（15 lm/W）和荧光灯（80 lm/W）的水平。从市场看，LED已经广泛应用于显示屏、液晶背光源、交通指示灯、室外照明等领域，并已经开始向室内照明、汽车灯、舞台灯光、特种照明等市场渗透，未来有望全面替换传统光源。 半导体照明光源的质量和LED芯片的质量息息相关。进一步提高LED的光效（尤其是大功率工作下的光效）、可靠性、寿命是LED材料和芯片技术发展的目标。 LED半导体衬底分类 （1）图形衬底 衬底是支撑外延薄膜的基底，由于缺乏同质衬底，GaN基LED一般生长在蓝宝石、SiC、Si等异质衬底之上。发展至今，蓝宝石已经成为性价比最高的衬底，使用最为广泛。由于GaN的折射率比蓝宝石高，为了减少从LED出射的光在衬底界面的全发射，目前正装芯片一般都在图形衬底上进行材料外延以提高光的散射。常见的图形衬底图案一般是按六边形密排的尺寸为微米量级的圆锥阵列，可以将LED的光提取效率提高至60%以上。同时也有研究表明，利用图形衬底并结合一定的生长工艺可以控制GaN中位错的延伸方向从而有效降低GaN 外延层的位错密度。在未来相当一段时间内图形衬底依然是正装芯片采取的主要技术手段。 未来图形衬底的发展方向是向更小的尺寸发展。目前，受限于制作成本，蓝宝石图形衬底一般采用接触式曝光和ICP干法刻蚀的方法进行制作，尺寸只能做到微米量级。如能进一步减小尺寸至和光波长可比拟的百nm量级，则可以进一步提高对光的散射能力。甚至可以做成周期性结构，利用二维光子晶体的物理效应进一步提高光提取效率。纳米图形的制作方法包括电子束曝光、纳米压印、纳米小球自组装等，从成本上考虑，后两者更适合用于衬底的加工制作。 （2）大尺寸衬底 目前，产业界中仍以2英寸蓝宝石衬底为主流，某些国际大厂已经在使用3英寸甚至4英寸衬底，未来有望扩大至6英寸衬底。衬底尺寸的扩大有利于减小外延片的边缘效应，提
晶体典型考题考点解析
晶体典型考题、考点解析 对于晶体知识的考查是历年高考化学的重点内容，也是难点内容，在整套试卷中一般属于较难和很难的试题。那么，高考中对于晶体的考查角度有哪些？考题类型有哪些？下面以高考题或者各地模拟题为例予以说明。 一、考查对晶体概念的理解 例1．.(2004年上海化学)有关晶体的下列说法中正确的是( ) A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．原子晶体中共价键越强，熔点越高 C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂 D．氯化钠熔化时离子键未被破坏 解析：分子间作用力与分子的稳定性没有关系，如HBr的分子间作用力要大于HCl的作用力，而HBr却不如HCl稳定；冰熔化时破坏只是水分子之间的分子间作用力，O－H 之间的共价键并没有被破坏；氯化钠熔化时，离子键被破坏生成了钠离子和氯离子。 答案：B。 二、考查对晶体类型的判断 例2、（2004年广东化学）X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是（）A．WX4是沼气的主要成分B．固态X2Y是分子晶体 C．ZW是原子晶体D．ZY2的水溶液俗称“水玻璃” 解析：这类试题往往通过原子结构知识，或者各种晶体的性质特点对晶体类型进行推断。根据题干对X、Y、Z、W的提示信息可以推知：X：H，Y：O，Z：Si，W：C。由此可以得知：WX4是CH4，X2Y是H2O，ZW是SiC，ZY2的是SiO2。又因为SiO2不能溶解于水，所以错误答案是D。 答案：D。 三、考查对晶体结构的判断 例3、（2005年北京海淀模拟）下列晶体，每个原子都被相邻的4个原子包围，以共价键相结合形成正四面体结构，并向空间发展构成网状结构的是（）A．甲烷晶体B．晶体硅C．石墨D．水晶 解析：对晶体结构及晶体中原子、分子的环境也是近年来考查的热点，高考复习要多加
蓝宝石鉴赏和结晶学
蓝宝石的鉴赏方法 通过对晶体几何结晶学的学习，我想谈谈结晶学在蓝宝石的鉴赏和鉴定方法方面的应用。 蓝宝石的成分为刚玉（ Al O），广义的蓝宝石是指除红宝石以外的所有宝 23 石级的刚玉。狭义上的蓝宝石则专指呈现蓝色的透明且杂质较少并不影响石质的宝石级刚玉。刚玉本身纯者无色透明，因含微量元素钛（4 Ti+）或铁（2 Fe+）而呈蓝色。一般是靛蓝、蓝、浅蓝乃至绿、灰蓝等。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。 蓝宝石属三方晶系，对称型32 L L PC，其光学性质具有各向异性，故有双 33 折射现象。折光率1.76-1.77，双折射率0.008。由于晶体的水平结晶轴（a、b）单位相等，故为一轴晶光率体，以对称轴3L作为光轴，符合光在非均质体的传播特点。 光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。光在非均质体中传播时，其传播速度和折射率值随振动方向不同而改变，其折射率值不止一个。光波入射非均质体，除特殊方向以外，都要发生双折射，分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏振光，此现象称为双折射。其中的特殊方向即为光轴。当光沿光轴射入时，双折射率值为零，光垂直光轴射入时，双折射率最大。 此外，蓝宝石的二色性强。一般有深蓝色、蓝色、浅蓝色、蓝绿色、蓝灰色。二色性是一轴晶彩色宝石在二个主振动方向上呈现的二种不同颜色的现象。因人工蓝宝石二色性不明显，故宝石的二色性有一定的鉴定作用。 有时还具有特殊的光学效应——星光效应。宝石级刚玉若在加工过程中，垂直刚玉光轴切割，则可能出现六道放射状星线，呈现星光效应，故称之为星光蓝宝石。产生星光效应的原因是蓝宝石中含有金红石绢丝状包体，将其加工成高弧面形，在点光源的照射下，便会出现这种光学效应。星光蓝宝石一般价格较昂贵，总体来讲，蓝宝石颜色的优劣依次是紫罗兰色、蓝色、淡蓝色、灰蓝色。 当前世界上人工合成蓝宝石已大批量产出，其化学成分、物理光学性质几乎与天然蓝宝石无多大区别，用物理、化学方法和仪器进行检验也难以区别的，但可以参照下列方法加以鉴别： 天然的蓝宝石有直线状、平行的六方色带，而人造的蓝宝石所具有的珠宝检测是弯曲的色带或条纹。 天然结晶往往是凌乱的、无序的，而合成的蓝宝石，结晶往往十分有序。 天然的宝石总是有些杂质，洁净无瑕的几乎没有。合成的蓝宝石，往往色泽
《认识晶体》习题3
《认识晶体》习题 1．下列叙述正确的是() A．固体SiO2一定是晶体 B．晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成 C．晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列 D．凡具有规则外形的固体一定是晶体 解析：选C。从晶体与非晶体的本质差异上来判断。固体SiO2有结晶和无定形两类，故A项错误；非晶体如玻璃同样有固定的组成，故B项错误；晶体的特殊性质都是其内部微粒按一定规律周期性排列的结果，故C项正确；晶体有规则的几何外形，但有规则几何外形的固体不一定是晶体，故D项错误。 2．关于如图不．正确的说法是() A．此种最密堆积为面心立方最密堆积 B．该种堆积方式称为A1型最密堆积 C．该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示 D．该种堆积方式为A3型最密堆积 解析：选D。从垂直方向看三层球心均不在一条垂直线上，故为A1型最密堆积，故D项说法不正确。 3．(2011年山东日照高二检测)等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数分别是() A．3，3 B．12，12 C．3，6 D．6，6 解析：选B。等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数都是12，其中同一层上是6，相邻两层各有3。 4．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是() A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 解析：选B。A粒子数为6×1 12＝1 2；B粒子数为6× 1 4＋3× 1 6＝2；C粒子数为1。故A、B、C、粒 子数之比为1∶4∶2。 5．某离子晶体晶胞结构如图，(●)X位于立方体的顶点，(○)Y位于立方体的中心，试分析：(1)晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学
蓝宝石分子晶向解析
1.晶向的本质是蓝宝石分子结构的问题： 图为分子结构图，主要写了蓝宝石单晶六方晶系。 2.蓝宝石晶向成像原理。 蓝宝石在这种分子结构的情况下，会有不同方向的分子层面，对X 射线会有反射作用，从而产生晶向。 详细见下图：
分子层形成 了C 面 分子层形成 了M面
3.晶向值形成的原因： X 射线在经过分子层后，会产生折射和反射。在特定的某个角度入射会让反射的X 光呈现平行状态（如下图），接收器接受的X 射线强度比较大，该角度称为晶向值。但由于各个面的分子层间隙不同，所以产生的晶向值也不同。 标准晶向值如下： C20°50 A 面：18°55 ′ M 面：34°06 ′ R 面：26°16 ′ N 21°43分子层形成 分子层形成 了N面
4.分子晶向图 在下图中可以直观的看出蓝宝石分子晶向。 5.蓝宝石分子结构，对其物理性能的影响。 a.光学性能：C 轴均有晶光性，其他轴具有负光性。（所以一般衬底行业都用C 向晶片。） b.硬度：A 向硬度明显高于C向，具体表现在耐磨，耐刮，硬度高。（我们磨A 向砂轮需要特制的，或者明显降低研磨效率。A 向晶片大多用于作为窗口材料，如手表镜片） c.切割时M 面易开裂：C面为平面，最好切。A面为Z型锯齿状面，比较好切。M 面为阶梯锯齿状，不好切，容易切裂。切割示意图如下：
6.晶向对其其他性能的影响。 未知，有其他的客户反馈，以OF面为底面2 寸晶棒在R9 点钟方向的晶棒不容易裂片，也有其他客户反馈，以OF面为底面4 寸晶棒在R3点钟方向的晶棒不容易裂片。个人觉得，因为蓝宝石的结构的对称性，R3和R9 并没有太大的区别，只是分子有些不同，具体应该考虑使用的方面，通过实验确定。
图形化衬底(PSS)
图形化衬底(PSS)刻蚀设备工艺研究进展 时间：2012-02-28 【字体：大中小】 蓝宝石晶片目前广泛用作III-V族LED器件氮化物外延薄膜的衬底，然而由于氮化物和蓝宝石大的晶格失配和热膨胀系数的差别，使得在衬底上生长的氮化物材料位错和缺陷密度较大，影响了器件的发光效率和寿命。图形化衬底(PSS)技术可以有效地减少外延材料的位错和缺陷，在氮化物器件制备中得到了广泛的应用。但是由于蓝宝石具有稳定的化学和物理性质，使得很难进行刻蚀和图形化制作。本文采用由北方微电子公司开发的EL EDE?330高密度等离子体ICP刻蚀机对PSS刻蚀工艺进行了研究，通过对刻蚀速率、选择比以及不同图形的刻蚀分析，取得了比较满意的工艺结果。 一、简介 PSS(Patterned Sapphire Substrate)，也就是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向外延变为横向外延。一方面可以有效减少GaN外延材料的位错密度，从而减小有源区的非辐射复合，减小反向漏电流，提高LED的寿命;另一方面有源区发出的光，经GaN和蓝宝石衬底界面多次散射，改变了全反射光的出射角，增加了倒装LED的光从蓝宝石衬底出射的几率，从而提高了光的提取效率。综合这两方面的原因，使PSS上生长的LED的出射光亮度比传统的LED大大提高，同时反向漏电流减小，LED的寿命也得到了延长。 随着LED领域工艺技术的发展，以及整个LED行业的迅速壮大，对GaN基LED器件PSS衬底的研究也逐渐增多。如今各厂家纷纷采用PSS技术，以提高LED器件的光提取效率。PSS的图形种类也较多，目前使用比较普遍的一种形貌类似圆锥形的图形，图形周期约
蓝宝石特性解析
蓝宝石玻璃特性解析 2014-10-28 一直以来，手机材质的选择与使用都是各大厂商及用户讨论的热门话题之一，从早期的塑料材质到金属材质，再到航空合金以及皮革材质等等，这些材质的应用在市场中，也都得到了广大用户的认可与普及。近期，手机行业中再次掀起了关于一种新材质的讨论争议——蓝宝石玻璃。对于这种陌生的新型材料，它的特色在哪，对于厂商及用户来说，又能够带来什么？接下来就让我们一起来了解下关于蓝宝石技术及其产品的详细信息。 关于蓝宝石 我们先来简单了解下真正的蓝宝石，也就是那些陈列在珠宝店及镶嵌在古代皇室王冠上的那种珍贵石头。根据宝石方面的资料显示，蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。其主要成分为氧化铝，因含微量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。
而实际上自然界中的宝石级刚玉除红色的称红宝石外，其余各种颜色如蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、灰色、无色等，均称为蓝宝石。而蓝宝石的产地在泰国、斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨、中国山东昌乐，海南，重庆江津的石笋山均有发现，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石，而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方。
在宝石类中，钻石的硬度为10，也是自然界最硬的物质。蓝宝石、红宝石以及祖母绿的硬度为9，其硬度也相对较高。而刀子金属类的硬度只有5到 6。因此，在市场中，不少消费者在鉴定宝石产品时，通常都会使用刀子类工具通过拉划进行测试。这也是最直接与最直观的测试方式之一。 蓝宝石玻璃 由于蓝宝石的硬度仅次于钻石，科技厂商通过对其元素提纯，应用在一些透明玻璃面板上，可以实现比传统化学增强玻璃更好的硬度表现。根据以上我们所了解到，蓝宝石的硬度值为9，而玻璃的硬度
晶体解析步骤
1挑选直径大约为0.1–1.0mm的单晶。 CCD的准直管直径有0.3mm，0.5mm，0.8mm；分别对应得晶体大小是0-0.3mm, 0.3-0.5mm, 0.5-0.8mm. 2 选择用铜靶还是钼靶 铜靶要求θmax〉=66度，最大分辨率是0.77埃 钼靶要求θmax〉=25度，最大分辨率是0.36埃 3 用smart程序收集衍射数据 得到大约一千张倒易空间的衍射图像，300M大小。其中matrix图像45张，分成三组，每组15张，用以判定晶体能否解析。 4 用saint程序还原衍射数据 得到很多文件，但是只有三个文件是我们需要的：-ls，p4p，raw。 -ls文件中包含有最大的和最小的θ角，有效地精修衍射点数目。 好像不同的机器或者还原程序得到的文件不同，有的是hkl，abs。 5 用shelxtl程序处理上述数据，并画出需要的图形。 5.1 装好shelxtl程序，新建一个project，输入要建立工程的名字，然后打开要解析的p4p 或者raw文件 5.2 用xprep程序确立空间群，建立指令文件 这个过程基本上是一直按回车键的过程（除了在要输入化学成分的时候改动一下和在是否建立指令文件的时候输入Y即可），一般不会出错。如果出错，那就要重新对空间群进行指认（出错可能是出现在下面的精修过程中）。 一般Mean（I/sigma）〉2才可以，越大越好。 得到ins，hkl，pcf三个重要数据文件。 其中ins文件：包含分子式，空间群等信息； hkl文件：包含的是衍射点的强度数据； pcf文件：记录了晶体物理特征，分子式，空间群，衍射数据收集的条件以及使用的相
关软件等信息。 5.3 选择要解析的方法：直接法（TREF）还是帕特深法（PA TT）？ 如果晶体中含有重原子如金属原子，那就要用PATT法；如果晶体中没有原子量差异特别大的原子，就用TREF法。默认的方法是直接法。 5.4 用xs程序解析粗结构 得到res文件：包含了ins文件的内容和所有的Q峰信息。 5.5 用xp程序与xl程序完成原子的指认，付利叶加氢或理论加氢，画图等。 达到比较好的结果标准： A 化学上合理（键长、键角、价态） B R1 <0.08（0.06），wR2 <0.18（0.16），goof=S=1+-0.2(1.00) % C R(int)<0.1,R(singma)<0.1 D Maximum=0.000 5.5.1 原子的指认 打开xp 输入fmol = 出现一系列的Q峰信息。每次打开xp后都要先输入此命令。 输入pick 进入Q峰之间连接的结构体系中。 根据化学经验（键长，键角以及连接方式）和自己晶体的预测的结构，对Q 峰进行取舍。 取舍完毕后，进行原子的命名。当闪点在某个原子上时，从键盘上输入要命名的原子的符号，然后回车；闪点就会跳到下一个要命名的Q峰上。当闪点在某个Q峰上时，如果直接回车，会删掉此原子，用backspace可以复原；如果直接敲空格键，闪点会跳到下一个Q峰上。 敲“/”键，保存命名结果，退出；敲“esc”键，不保存结果，退出。 输入pers
分子晶体习题及解析
分子晶体习题 1．(2019·江苏启东月考)如图所示是某无机化合物的二聚分子，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外层电子都达到8电子稳定结构。下列说法不正确的是( ) A．该化合物的分子式可能是Al2Cl6 B．该化合物是离子化合物，在熔融状态下能导电 C．该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体 D．该化合物中不存在离子键，也不含有非极性共价键 答案 B 解析将二聚分子变成单分子，得BA3，根据两种元素都处于第三周期，可知BA3可能是PCl3或AlCl3，而在PCl3中所有原子已达稳定结构，不可能形成二聚分子，故只可能是AlCl3，则该化合物的分子式是Al2Cl6，故A正确；该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只有极性共价键，在熔融状态下不能导电，固态时形成的晶体是分子晶体，故B错误，C、D正确。 2.中学教材上介绍的干冰晶体是一种立方面心结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的 中心又各占据1个CO2分子，在每个CO2周围距离 2 2 a(其中a为立方体棱长)的CO2有( ) A．4个B．8个C．12个D．6个答案 C 解析如图在每个CO2周围距离 2 2 a的CO2即为每个面心上的CO2分子，共有8×(3× 1 2 )＝12个。 3．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下： 根据这些数据分析，属于分子晶体的是( ) A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．全部
解析由于由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4熔、沸点较低，应为分子晶体，B项正确，A、C、D三项错误。4．(2019·合肥六中月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是( ) A．①③B．②⑤ C．⑤⑥D．③④⑤⑥ 答案 B 解析从各图中可以看出②⑤都不能再以化学键与其他原子结合，所以最有可能是分子晶体。5．(2018·广东肇庆高二上学期期末)当SO3晶体熔化时，下述各项中发生变化的是( ) A．化学键 B．硫与氧的原子个数之比 C．分子构型 D．分子间作用力 答案 D 6．下列说法正确的是( ) A．分子晶体都具有分子密堆积的特征 B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定 答案 B 解析含有氢键的分子晶体不具有分子密堆积的特征，如冰，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与化学键的强弱无关，B正确，C错误；分子的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，D错误。 7．水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7℃，引起这种差异的主要原因是( ) A．范德华力B．共价键 C．氢键D．相对分子质量
蓝宝石氧化铝
路灯用倒装LED芯片技术分析 近年，世界各国如欧洲各国、美国、日本、韩国和中国等皆有LED照明相关项目推行。其中，以我国所推广的“十城万盏”计划最为瞩目。路灯是城市照明不可缺少的一部分，传统路灯通常采用高压钠灯或金卤灯，这两种光源最大的特点是发光的电弧管尺寸小，可以产生很大的光输出，并且具有很高的光效。但这类光源应用在道路灯具中，只有约40%的光直接通过玻璃罩到达路面，60%的光通过灯具反射器反射后再从灯具中射出。因此目前传统灯具基本存在两个不足，一是灯具直接照射的方向上照度很高，在次干道可达到50Lx以上，这一区域属明显的过度照明，而两个灯具的光照交叉处的照度仅为灯下中心位置的照度的20%-40%，光分布均匀度低;二是此类灯具的反射器效率一般仅为50%-60%，因此在反射过程中有大量的光损失，所以传统高压钠灯或金卤灯路灯总体效率在70-80%，均匀度低，且有照度的过度浪费。另外，高压钠灯和金卤灯使用寿命通常小于6000小时，且显色指数小于30;LED有着高效、节能、寿命长(5万小时)、环保、显色指数高(>75)等显著优点，如何有效的将LED应用在道路照明上成为了LED及路灯厂家现时最热门的话题。一般而言，根据路灯的使用环境对LED的光学设计、寿命保障、防尘和防水能力、散热处理、光效等方面均有严格的要求。作为LED路灯的核心??LED芯片的制造技术和对应的封装技术共同决定了LED 未来在道路照明领域的应用前景。本文将重点对路灯用LED芯片技术作简要的分析和论述。 1) LED芯片的发光效率提升 LED芯片发光效率的提高决定着未来LED路灯的节能能力，随着外延生长技术和多量子阱结构的发展，外延片的内量子效率已有很大提高。要如何满足路灯使用的标准，很大程度上取决于如何从芯片中用最少的功率提取最多的光，简单而言，就是降低驱动电压，提高光强。传统正装结构的LED芯片，一般需要在p-GaN上镀一层半透明的导电层使电流分布更均匀，而这一导电层会对LED发出的光产生部分吸收，而且p电极会遮挡住部分光，这就限制了LED芯片的出光效率。而采用倒装结构的LED芯片，不但可以同时避开P电极上导电层吸收光和电极垫遮光的问题，还可以通过在p-GaN表面设置低欧姆接触的反光层来将往下的光线引导向上，这样可同时降低驱动电压及提高光强。(见图1)另一方面，图形化蓝宝石衬底(PSS)技术和芯片表面粗糙化技术同样可以增大LED芯片的出光效率50%以上。PSS结构主要是为了减少光子在器件内全反射而增加出光效率，而芯片表面粗糙化技术可以减少光线从芯片内部发射到芯片外部时在界面处发生反射的光线损失。目前，晶科电子LED芯片采用倒装结构和图形化技术，1W功率芯片白光封装后，5000K色温下，光效最高达到134lm/W。
LED图形化蓝宝石衬底
LED图形化蓝宝石衬底 项目可行性报告 一、立项的背景和意义 在大尺寸背光源渗透率快速提升、照明产品需求逐步扩大等新兴应用领域快速发展的带动下，近几年，全球LED市场保持了快速的增长，成为半导体行业中的发展亮点。 LED因其节能、环保、长寿命、耗能低、体积小、应用灵活、控制方便等特点，LED的应用前景非常广阔，包括通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等领域。在资源日渐衰竭的今日，环保、节能是各产业发展的重心，LED的出现为人类的生活世界带来新革命、新科技。 近年来，随着全球半导体照明产业升温，欧、美、日等纷纷推出半导体照明计划。 白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED的应用市场非常广泛，也是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”。目前，白色LED已开始进入一些应用领域，应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世。 蓝宝石晶体是目前半导体照明产业发展过程中使用最为广泛的的衬底材料，蓝宝石具有高强度、高熔点、物理化学性能稳定等特性，在军事、航天航空、光学、生物、分析、半导体基片以及在高
速信息处理、电子光子装置的微型化、智能化方面得到广泛的应用。 随着半导体照明技术的不断发展，LED越来越多的进入到各种照明领域中。LED照明市场的迅速发展，成为蓝宝石应用市场扩展的又一重要力量。 LED产业中提高器件的内量子效率和光萃取效率是一个一直困扰产业界的问题，业内技术人员不断尝试各种方法去提高器件的发光效率，其中影响内量子效率和光萃取效率的因素主要是衬底与外延层的晶格失配合热膨胀系数适配，以及不同材料间由于折射率不同造成的光全反射，从而使光无法出射的问题。 蓝宝石衬底和氮化镓材料存在巨大的晶格失配（16%）和热膨胀系数失配（34%），所以异质外延的GaN材料内部具有很高的位错密度（109——1011cm-2），这会引起载流子泄漏和非辐射复合中心增多等不良影响，降低器件的内量子效率；另一方面，由于GaN材料折射率（2.4）高于蓝宝石衬底（1.7）以及外部封装树脂（1.5），使得有源区产生的光子在GaN上下界面发生多次全反射，严重降低器件的光提取效率。图形化衬底技术通过在蓝宝石衬底表面制作具有细微结构的图形，然后再在这种图形化的衬底表面进行LED材料外延。 图形化的界面改变了GaN材料的生长过程，能抑制缺陷向外延表面的延伸，提高器件内量子效率；同时，粗糙化的GaN蓝宝石界面能散射从有源区发射的光子，使得原本全反射的光子有机会出射到器件外部，能有效提高光提取效率。 基于图形化衬底（简称PSS）的外延材料制成的LED器件参数表
蓝宝石晶体检测
蓝宝石晶体的检测（一） 摘要: 蓝宝石晶体的检测蓝宝石晶体：含有少量Fe2+和Ti4+的α-A1203 (刚玉)晶体。红宝石晶体：含有少量Cr3+的α-A1203 (刚玉)晶体。黄宝石晶体：含有少量Ni4+的α-A1203 (刚玉)晶体。白宝石晶体：α-A1203 (刚玉)晶体。 蓝宝石晶体的检测 蓝宝石晶体：含有少量Fe2+和Ti4+的α-A1203 (刚玉)晶体。 红宝石晶体：含有少量Cr3+的α-A1203 (刚玉)晶体。 黄宝石晶体：含有少量Ni4+的α-A1203 (刚玉)晶体。 白宝石晶体：α-A1203 (刚玉)晶体。 蓝宝石晶体化学性质非常稳定，一般不溶于水和不受酸、碱腐蚀，只有在较高下(300℃)可为氢氟酸、磷酸和熔化的氢氧化钾所侵蚀。蓝宝石晶体硬度很高，为莫氏硬度9级，仅次于最硬的金刚石。它具有很好的透光性，热传导性和电气绝缘性，力学机械性能好，并且具有耐磨和抗风蚀的特点。蓝宝石晶体的熔点为2050℃，沸点3500℃，最高工作温度可达1900℃。因此，蓝宝石作为一种重要的技术晶体，已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业的许多领域。 蓝宝石晶体简介 蓝色宝石是含有少量Fe2+和Ti4+的α-A1203 (刚玉)晶体。蓝宝石晶体是指含有微量杂质晶体的刚玉，刚玉晶体具有优良的光学、电学和机械性能，其硬度仅次于钻石。具有机械强度高、高温化学稳定、导热性好、高绝缘性、小摩擦系数等特点。广泛应用于半导体器件、光电子器件、激光器、真空器件、精密机械等。特别是含Ti4+蓝宝石，是最优异的固体宽带调谐激光材料，可制作超强的飞秒量级可调谐激光器。蓝色宝石也是最为珍贵的宝石之一，深受人们喜爱，高质量宝石晶体的合成工艺是人们研究的重要问题。 蓝宝石有多种合成方法，如盐熔法、高温法、热液反应法等。热液法合成技
高分子物理习题解析
第一章绪论 一、选择题 1．GPC对高聚物进行分级的依据是（B） A．高聚物分子量的大小B．高分子流体力学体积大小 C．高分子末端距大小D．高分子分子量分布宽度 2．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD） A．粘度法B．冰点下降C．沸点升高 D．渗透压E．超离心沉降F．光散射法 3．聚合物分子量越大，则熔体粘度（A） 对相同分子量聚合物而言，分子量分布越宽，则熔体粘度（B） A．增大B．降低C．相等D．不变 4．某一高聚物试样A的分子量约为3×104，试样B的分子量约为7×105，测定试样A的分子量应采用（A）（B）等方法。测出的分别是（C）（D）分子量。 测定试样B的分子量则宜采用（E）（F）等方法，测出的分别是（G）（各H）分子量。 A．膜渗透压B．粘度法降低C．数均D．粘均 E．光散射F．凝胶渗透色谱法G．重均H．各种平均5．分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样，当采用的溶解度分级时不能将它们分开，这是由于（AB）而采用GPC法则能将它们分开，这是由于（CD）首先被淋洗出来的是（E） A．两者分子量相同B．溶解度相同C．它们的分子尺寸不一样D．流体力立体积不同E．线性聚乙烯 6．聚合物没有气态是因为（B）
A ．聚合物不耐高温 B ．聚合物分子间力很大 C ．聚合物的结构具多分散性 D ．聚合物的分子量具多分散性 7．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD ） A ．粘度法 B ．冰点下降 C ．沸点升高 D ．渗透压 E ．超离心沉降 F ．光散射法 8．不同用途和不同成型方法对聚合物分子量的大小有不同的要求。通常是（C ） A ．合成纤维分子量最高，塑料最低 B ．塑料分子量最高，合成纤维最低 C ．合成橡胶分子量最高，合成纤维最低 9.下列那种方法可测定聚合物的数均分子量（B ） A ．超速离心沉降； B ．膜渗透压 C ．黏度 D ．光散射 二、问答与计算题 1. 某高聚物10,0000M η=，已知Mark-Houwink 方程中4110/d g -K =?I ，α=0.8 Huggins 方程中常数κ=0.33 （1）计算c =0.0030g/ml 时，溶液的相对粘度r η。 （2）如α=1，已知M η值，能否得到有关该高聚物分子量多分散性的信息，为什么？ 2. 在25℃、θ溶液中测得浓度7.36×-3g/cm 3的PVC 溶液的渗透压力0.248g/cm 2， 求该试样的分子量和A 2。（R=8.48×104g·cm/K·mol ） 3. 假定某一高聚物含分子量分别为10000、20000、30000三个级份，若由渗透压法和光散射法测出该样品分子量分别为20000及30000，计算该样品中三种级分的重量分数。 4. 1）根据高分子链构象统计理论，如何计算高分子的链段长度？实验上如何